JPH0268463A - Chemical heat pump - Google Patents
Chemical heat pumpInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は熱媒としてアンミン錯塩を用いたケミカルヒー
トポンプに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a chemical heat pump using an ammine complex salt as a heat medium.
［従来の技術］
廃熱から熱を回収するヒートポンプとして、従来、フロ
ン等の熱媒を用いた圧縮式ヒートポンプおよび臭化リチ
ウム溶液等の熱媒を用いた吸収式ヒートポンプか知られ
ている。[Prior Art] As heat pumps for recovering heat from waste heat, compression heat pumps using a heat medium such as fluorocarbons and absorption heat pumps using a heat medium such as a lithium bromide solution have been known.
［発明が解決しようとする課題］
しかし、これら従来のし−トボンプは、低い温度範囲で
使用されていることが多い。例えば１００°Ｃ前後の廃
熱を受け入れて、２００から３００℃程度の高温水また
は高温水蒸気を生成させるというように、高い温度条件
で使用するには、熱媒の劣化や分解等のおそれがある上
、成績係数（ＣＯＰ）か低いなどの難点があるので適し
ていない。[Problems to be Solved by the Invention] However, these conventional carbon pumps are often used in a low temperature range. For example, when using waste heat at around 100°C to generate high-temperature water or steam at around 200 to 300°C, there is a risk of deterioration or decomposition of the heat medium. It is not suitable because it has disadvantages such as a low coefficient of performance (COP).
本発明の目的は、上述の現状に鑑み、例えば１００℃前
後の廃熱を受け入れて、２００から３００℃程度の高温
水または高温水蒸気などの高温流体を生成させることか
可能であり、高い温度条件で使用するのに適しな、成績
係数の高いケミカルヒートポンプを提供することにある
。In view of the above-mentioned current situation, it is an object of the present invention to make it possible to accept waste heat of, for example, around 100°C and generate high-temperature fluid such as high-temperature water or high-temperature steam of around 200 to 300°C. Our objective is to provide a chemical heat pump with a high coefficient of performance that is suitable for use in
［課題を解決するための手段］
本発明では、受け入れた廃熱でアンミン錯塩を加熱して
、前記錯塩からアモニア蒸気を発生させる低温側吸熱器
と、前記発生されたアンモニア蒸気を冷却する冷却器と
、前記冷却されたアンモニア蒸気を昇圧する圧縮機と、
前記昇圧されたアンモニア蒸気をアンミン錯塩に吸収さ
せて熱を放出させ、前記放出された熱て流体を加熱して
高温流体を生成させる高温側発熱器とからケミカルヒー
トポンプを構成した。[Means for Solving the Problems] The present invention includes a low-temperature side heat absorber that heats an ammine complex salt with received waste heat and generates ammonia vapor from the complex salt, and a cooler that cools the generated ammonia vapor. and a compressor that boosts the pressure of the cooled ammonia vapor,
A chemical heat pump was constituted by a high-temperature side heat generator that absorbs the pressurized ammonia vapor into an ammine complex salt to release heat, and heats the released heat fluid to generate a high-temperature fluid.
［作用］
低温側吸熱器において受け入れた廃熱により、アンミン
錯塩を加熱してアンモニア蒸気を発生させ、冷却器にお
いて発生されたアンモニア蒸気を冷却し、圧縮機におい
て冷却されたアンモニア蒸気を昇圧し、高温側発熱器に
おいて昇圧したアンモニア蒸気をアンミン錯塩に吸収さ
せて熱を放出させ、その放出された熱で水等の流体を加
熱して高温水、高温水蒸気等の高温流体を生成させる。[Function] The waste heat received in the low-temperature side heat absorber heats the ammine complex salt to generate ammonia vapor, cools the ammonia vapor generated in the cooler, and increases the pressure of the cooled ammonia vapor in the compressor. Ammonia vapor pressurized in the high-temperature side heat generator is absorbed by the ammine complex salt to release heat, and the released heat heats a fluid such as water to generate high-temperature fluid such as high-temperature water or high-temperature steam.
し実施例コ 本発明の実施例について詳述する。Example Examples of the present invention will be described in detail.
第１図は本発明のケミカルヒートポンプの第１実施例を
示ず構成図である。第１図において、１は低温側吸熱器
で、第１実施例のし−トポンプは、低温側吸熱器１、冷
却器２、圧縮機３および高温側発熱器４からなっている
。吸熱器１は冷却器配管５ａにより冷却器２を介して圧
縮ｔＲ３に、また圧ａ機前管５ｂにより直接圧６ｔＲ３
に接続されている。同様に、発熱器４は冷却器配管６ｂ
により冷却器２を介して圧縮機３に、また圧縮機配管６
ａにより直接圧縮機３に接続されている。FIG. 1 is a block diagram, not showing a first embodiment, of a chemical heat pump of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a low-temperature side heat absorber, and the seat pump of the first embodiment includes a low-temperature side heat absorber 1, a cooler 2, a compressor 3, and a high-temperature side heat absorber 4. The heat absorber 1 is compressed to tR3 via the cooler 2 by the cooler piping 5a, and directly compressed to 6tR3 by the pressure a machine front pipe 5b.
It is connected to the. Similarly, the heat generator 4 is connected to the cooler pipe 6b.
to the compressor 3 via the cooler 2, and the compressor piping 6.
It is directly connected to the compressor 3 by a.
低温側吸熱器１と高温側発熱器４内には、それぞれ廃熱
室７、熱媒室８および熱媒蒸気室９かこの順で下から設
置されている。低温側吸熱器ｊ内の熱媒室８には、アン
ミン錯塩としてアンモニア（ＮＨ３）が６配位の固体状
のＨ（ＪＣＪ１２ ６ＮＨ３が収容され、その飛散を防
止するために熱媒室８の上面にポーラス板１０が設けら
れている。また高温側発熱器４の熱媒室８内には、アン
モニアが２配位の固体状のＨ［ｌα２２Ｎｌ−１，が収
容され、同様にその飛散を防止するために熱媒室８の上
面にポーラス板１０が設けられている。Inside the low-temperature side heat absorber 1 and the high-temperature side heat generator 4, a waste heat chamber 7, a heat medium chamber 8, and a heat medium vapor chamber 9 are installed in this order from the bottom. The heating medium chamber 8 in the low-temperature side heat absorber j houses solid H (JCJ12 6NH3) in which ammonia (NH3) is six-coordinated as an ammine complex salt. A porous plate 10 is provided in the heating medium chamber 8 of the high-temperature side heat generator 4. Solid H[lα22Nl-1, in which ammonia is two-coordinated, is stored, and its scattering is similarly prevented. In order to do this, a porous plate 10 is provided on the upper surface of the heat medium chamber 8.
低温側吸熱器１は、廃熱としての１００℃の水蒸気Ｓ、
を廃熱室７に受け入れると共に廃熱室７がら排水Ｓ。と
じて排出する。廃熱室７に受け入れられた１００℃の水
蒸気は、熱媒室８内のアンミン錯塩を加熱して、
ＨＣＪＣＪｌｔ・６ＮＨ１−＋ＨｇＣｌ２−２ＮＨＪ
＋４ＮＨｓ Ｔの反応により、アンモニア蒸気を発生さ
せる。発生されたアンモニア蒸気は熱媒室８の上面のポ
ーラス板１０を通って、その上の熱媒蒸気室９に入り、
次いで冷却配管５ａにより吸熱器１がら冷却器２を経て
圧縮機３に導かれる。The low temperature side heat absorber 1 contains 100°C water vapor S as waste heat,
is received in the waste heat chamber 7 and drained S from the waste heat chamber 7. Close and drain. The 100°C water vapor received in the waste heat chamber 7 heats the ammine complex salt in the heating medium chamber 8 to produce HCJCJlt・6NH1−+HgCl2−2NHJ
The reaction of +4NHs T generates ammonia vapor. The generated ammonia vapor passes through the porous plate 10 on the upper surface of the heating medium chamber 8 and enters the heating medium vapor chamber 9 above it.
Next, the heat absorber 1 is guided to the compressor 3 via the cooler 2 by the cooling pipe 5a.
冷却器２は吸熱器１からのアンモニア蒸気を、冷却水に
よって冷却する。圧縮機３は冷却されたアンモニア蒸気
を、圧力０．２５８ａｔａから５．８７８ａｔａにまで
昇圧する。圧力５．８７８ａｔａに昇圧されたアンモニ
ア蒸気は、圧縮機配管６ａにより圧縮８３から高温側発
熱器４に導かれる。The cooler 2 cools the ammonia vapor from the heat absorber 1 with cooling water. The compressor 3 increases the pressure of the cooled ammonia vapor from 0.258 ata to 5.878 ata. The ammonia vapor boosted to a pressure of 5.878 ata is guided from the compressor 83 to the high-temperature side heat generator 4 through the compressor pipe 6a.
高温側発熱器４は上述のように低温側吸熱器１と同一＃
Ｉ造をしており、熱媒室８内にはアンミン錯塩としてア
ンモニアか２配位の固体状のＨＱｃｉ２・２ Ｎ Ｈ３
か収容されている。発熱器４は圧縮機３からの昇圧され
たアンモニア蒸気を、熱媒蒸気室９に受け入れる。熱媒
蒸気室９に受け入れられなアンモニア蒸気は、その下の
熱媒室８に入って、同室内に収容のアンミン錯塩に吸収
され、ＨｑＣＪ１２−２Ｎ１１． ＋ ４ＮＨ，−Ｈ（
Ｊｃｉ２−６ＮＨ３の反応により、熱を放出する。放出
された熱は、廃熱室７内に通水された水Ｈ５を加熱して
、温度２００℃の高温水蒸気Ｈ８を生成させる。The high temperature side heat generator 4 is the same # as the low temperature side heat absorber 1 as described above.
The heating medium chamber 8 contains ammonia or two-coordinated solid HQci2.2N H3 as an ammine complex salt.
or is contained. Heater 4 receives pressurized ammonia vapor from compressor 3 into heat medium vapor chamber 9 . The ammonia vapor that cannot be received in the heating medium vapor chamber 9 enters the heating medium chamber 8 below, is absorbed by the ammine complex salt housed in the same chamber, and is converted into HqCJ12-2N11. + 4NH, -H(
The reaction of Jci2-6NH3 releases heat. The released heat heats the water H5 passed into the waste heat chamber 7 to generate high-temperature steam H8 at a temperature of 200°C.
以上のように、廃熱として水蒸気から熱を回収して高温
水蒸気を生成させることにより、アンモニアが低温側吸
熱器１から高温側発熱器４に充分に移動しなならば、ア
ンモニア蒸気の流れの経路か、冷却器配管６ｂおよび圧
縮機配管５ｂを通って、高温側発熱器４→冷却器２→圧
縮機３→低温側吸熱器１となるように、図示しないバル
ブで経路を切換える。そして、高温側発熱器４を低温側
吸熱器とし、低温側吸熱器１を高温側発熱器として使用
する。なお、この場合の発熱器４の廃熱室７に受け入れ
る廃熱の１００℃の水蒸気をＳ、′、廃熱室から排出さ
れる排水をＳｏ’、吸熱器１の廃熱室７に通水された水
を■１Ｌ′、生成された温度２００℃の高温水蒸気をＴ
（Ｏ’として、第１図中に示す。このような操作を交互
に繰り返すことによって、ヒートポンプを連続的に運転
することができる。As described above, if ammonia is not sufficiently transferred from the low-temperature side heat absorber 1 to the high-temperature side heat generator 4 by recovering heat from steam as waste heat to generate high-temperature steam, the flow of ammonia vapor will decrease. The route is switched by a valve (not shown) so that the route passes through the cooler piping 6b and the compressor piping 5b, and becomes the high-temperature side heat generator 4 → the cooler 2 → the compressor 3 → the low-temperature side heat absorber 1. The high temperature side heat absorber 4 is used as a low temperature side heat absorber, and the low temperature side heat absorber 1 is used as a high temperature side heat absorber. In this case, the 100°C steam of the waste heat received in the waste heat chamber 7 of the heat generator 4 is S,', and the waste water discharged from the waste heat chamber is So', and the water is passed to the waste heat chamber 7 of the heat sink 1. ■ 1L' of the generated water, T of the generated high temperature steam with a temperature of 200℃
(Indicated as O' in FIG. 1.) By repeating such operations alternately, the heat pump can be operated continuously.
以上の第１実施例では、アンミン錯塩としてＨ（］ＣＪ
２２６Ｎ＋１３を用イテ、廃熱としテノ１ｏｏ℃ノ水蒸
気から熱を回収して、２００ ℃の高温水蒸気を生成さ
せたか本発明は第１実施例に示した温度条件で使用する
ものに限られない。アンミン錯塩は、ＦｅＣ１２−ｎＮ
１１３、ＨｑＣＪ１２− ｎＮＨ３、Ｌ ｃｘ２− ｎ
ＮＨ３、ＣａＣＪ１２・ｎＮＨ，などのような、蒸気圧
の異なる種々の錯体か知られているので、受け入れる廃
熱および生成させる温水または水蒸気の温度に応じた蒸
気圧を有するアンミン錯塩を適宜選択することにより、
使用する温度条件に応じた適切なヒートポンプを構成す
ることかできる。In the above first example, H(]CJ is used as the ammine complex salt.
226N+13 was used, heat was recovered from water vapor at 100°C as waste heat, and high-temperature steam at 200°C was generated.The present invention is not limited to use under the temperature conditions shown in the first embodiment. Ammine complex salt is FeC12-nN
113, HqCJ12-nNH3, Lcx2-n
Since various complexes with different vapor pressures are known, such as NH3, CaCJ12・nNH, etc., it is necessary to appropriately select an ammine complex salt having a vapor pressure depending on the waste heat to be received and the temperature of the hot water or steam to be generated. According to
It is possible to configure an appropriate heat pump according to the temperature conditions used.
第２図は本発明のケミカルヒートポンプの第２実施例を
示ず構成図である。第２図において、１１は吸発熱塔で
、第２実施例のし−トポンプでは、廃熱室１２、熱媒室
１３および熱媒蒸気室１４からなる吸発熱モジュール１
５を、吸発熱塔１１内に複数個組込んで、複数個の吸発
熱モジュール１５を、低温側吸熱器および高温側発熱器
として順次切換えて使用できるようにしている。各モジ
ュール１５の廃熱室１２同志は、各々バルブ１６ａを介
して廃熱導入へラダー管１６に、バルブ１７ａを介して
廃熱導出へラダー管１７に接続されており、またバルブ
１９ａを介して発生高温水蒸気回収ヘッダー管１つに、
バルブ２０ａを介して水導入ヘッダ管２０に接続されて
いる。各モジュール１５の熱媒蒸気室１４同志は、各々
バルブ１８ａを介してアンモニア蒸気導入へツタ−管１
８に、バルブ２１ａを介してアンモニア蒸気回収へツタ
管２１に接続されている。そして、ヘッダー管１８は圧
縮機配管２２により直接圧縮機２３に、ヘッダー管２１
は冷却器配管２４により、冷却器２５を介して圧縮機２
３に接続されている。FIG. 2 is a configuration diagram, not showing a second embodiment, of the chemical heat pump of the present invention. In FIG. 2, reference numeral 11 denotes a heat absorption and heat absorption tower, and in the second embodiment, the heat absorption and heat absorption module 1 includes a waste heat chamber 12, a heat medium chamber 13, and a heat medium vapor chamber 14.
A plurality of heat absorbing/heat absorbing modules 15 are incorporated in the heat absorbing/heat absorbing tower 11 so that the plurality of heat absorbing/heat absorbing modules 15 can be sequentially switched and used as a low temperature side heat absorber and a high temperature side heat generator. The waste heat chambers 12 of each module 15 are connected to a ladder pipe 16 for introducing waste heat through a valve 16a, to a ladder pipe 17 for leading out waste heat through a valve 17a, and are connected to a ladder pipe 17 for leading out waste heat through a valve 17a. One high-temperature steam recovery header pipe,
It is connected to a water introduction header pipe 20 via a valve 20a. The heat medium vapor chambers 14 of each module 15 each have a tufted pipe 1 to which ammonia vapor is introduced via a valve 18a.
8 is connected to the ivy pipe 21 for ammonia vapor recovery via a valve 21a. The header pipe 18 is directly connected to the compressor 23 via the compressor pipe 22, and the header pipe 21
is connected to the compressor 2 via the cooler 25 by the cooler piping 24.
Connected to 3.
各モジュール１５の熱媒室１３内には固体状のアンミン
錯塩２４が収容されている。A solid ammine complex salt 24 is accommodated in the heating medium chamber 13 of each module 15 .
バルブ１６ａ、１７ａ、および２１ａを開けば、これら
バルブｉ６ａ、１７ａ及び２１ａを開いたモジュール１
５は低温側吸熱器として機能し、逆にバルブ１８ａ、１
９ａおよび２０ａを開けば、これらバルブ１８ａ、１９
ａおよび２０ａを開いたモジュール１５は高温側発熱器
として機能する。If valves 16a, 17a and 21a are opened, module 1 with these valves i6a, 17a and 21a opened
5 functions as a low temperature side heat absorber, and conversely valves 18a, 1
If valves 9a and 20a are opened, these valves 18a, 19
The module 15 with a and 20a open functions as a high temperature side heat generator.
従って、複数個のモジュール１５についてのバルブ１６
ａ〜２１． ａの開閉を順次ずらして行うことにより、
モジュール１５を吸熱器および発熱器として順次切換え
て使用することができる。Therefore, valves 16 for a plurality of modules 15
a~21. By sequentially shifting the opening and closing of a,
The module 15 can be used as a heat absorber and a heat generator by switching sequentially.
以上の第２実施例のケミカルヒートポンプによれば、各
モジュール１５の能力の平滑化を図った運転かでき、バ
ッチ式で連続式と同様な運転が可能となる。According to the chemical heat pump of the second embodiment described above, it is possible to perform an operation in which the capacity of each module 15 is smoothed, and it is possible to perform a batch type operation similar to a continuous type.
［発明の効果］
本発明のケミカルヒートポンプでは、アンミン錯塩にお
けるアンモニア蒸気の発生、吸収を利用して、廃熱から
熱を回収しているので、高い温度条件で使用しても高い
成績係数を確保できる。まな、アンミン錯塩が高温下で
も安定であることがら、劣化、分解等のおそれかなく、
従って、ヒートポンプを高い温度条件でも安定して使用
することかできる。また、使用する温度条件に応じた蒸
気圧を有するアンミン錯塩を選択することによって、使
用する温度条件に応じた適切なヒートポンプを容易に構
成することができる。[Effects of the invention] The chemical heat pump of the present invention utilizes the generation and absorption of ammonia vapor in ammine complex salts to recover heat from waste heat, so it maintains a high coefficient of performance even when used under high temperature conditions. can. Since ammine complex salts are stable even at high temperatures, there is no risk of deterioration or decomposition.
Therefore, the heat pump can be used stably even under high temperature conditions. Further, by selecting an ammine complex salt having a vapor pressure corresponding to the temperature conditions used, a heat pump suitable for the temperature conditions used can be easily constructed.
第１図は本発明のケミカルヒートポンプの第１実施例を
示す構成図、第２図は本発明のケミカルヒートポンプの
第２の実施例を示す構成図である。
図中、１は低温側吸熱器、２，２５は冷却器、３．２３
は圧縮機、４は高温側発熱器、７１２は廃熱室、８，１
３は熱媒室、９，１４は熱媒蒸気室、１５は吸発熱モジ
ュールである。
特許出願人 石川島播磨重工業株式会社代理人弁理士
絹 谷 信 雄FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the chemical heat pump of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the chemical heat pump of the present invention. In the figure, 1 is a low temperature side heat absorber, 2 and 25 are coolers, and 3.23
is a compressor, 4 is a high temperature side heat generator, 712 is a waste heat chamber, 8,1
3 is a heat medium chamber, 9 and 14 are heat medium vapor chambers, and 15 is a heat absorption/heat absorption module. Patent applicant: Patent attorney representing Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd.
Nobuo Kinuya
Claims (1)
塩からアンモニア蒸気を発生させる低温側吸熱器と、前
記発生されたアンモニア蒸気を冷却する冷却器と、前記
冷却されたアンモニア蒸気を昇圧する圧縮機と、前記昇
圧されたアンモニア蒸気をアンミン錯塩に吸収させて熱
を放出させ、前記放出された熱で流体を加熱して高温流
体を生成させる高温側発熱器とからなることを特徴とす
るケミカルヒートポンプ。1. A low-temperature side heat absorber that heats the ammine complex salt with the received waste heat to generate ammonia vapor from the complex salt, a cooler that cools the generated ammonia vapor, and a pressurization of the cooled ammonia vapor. It is characterized by comprising a compressor, and a high-temperature side heat generator that absorbs the pressurized ammonia vapor into an ammine complex salt, releases heat, and heats a fluid with the released heat to generate a high-temperature fluid. chemical heat pump.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21848788A JPH0268463A (en) | 1988-09-02 | 1988-09-02 | Chemical heat pump |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21848788A JPH0268463A (en) | 1988-09-02 | 1988-09-02 | Chemical heat pump |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0268463A true JPH0268463A (en) | 1990-03-07 |
Family
ID=16720697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21848788A Pending JPH0268463A (en) | 1988-09-02 | 1988-09-02 | Chemical heat pump |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0268463A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006111773A2 (en) * | 2005-04-21 | 2006-10-26 | Thermal Energy Systems Ltd | Heat pump |
| JP2014034320A (en) * | 2012-08-09 | 2014-02-24 | Denso Corp | Electric vehicle |
-
1988
- 1988-09-02 JP JP21848788A patent/JPH0268463A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006111773A2 (en) * | 2005-04-21 | 2006-10-26 | Thermal Energy Systems Ltd | Heat pump |
| WO2006111773A3 (en) * | 2005-04-21 | 2007-01-18 | Thermal Energy Systems Ltd | Heat pump |
| JP2014034320A (en) * | 2012-08-09 | 2014-02-24 | Denso Corp | Electric vehicle |
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